--橋梁工程簡支梁課程設計

1、如果文檔合適請下載打賞支持目錄1. 設計資料與結構布置 21.1 設計資料 21.2 結構布置 22. 主梁恒載內(nèi)力計算 42.1 恒載集度計算 42.2、恒載內(nèi)力計算 43 主梁活載內(nèi)力計算 63.1 支點處荷載橫向分布系數(shù) 63.2 跨中荷載橫向分布系數(shù) 73.3 荷載橫向分布系數(shù)匯總 93.4各梁彎矩MI2、MI4和剪力QI2、QI4計算 93.5 計算支點截面剪力 134. 主梁內(nèi)力組合 185. 橫隔梁內(nèi)力計算（以中橫隔梁為例） 206. 行車道板的計算 237. 截面的設計、配筋、與驗算 258. 參考文獻 31附錄 .橋型總體布置圖 錯誤 !未定義書簽。131.設計資料與結構布置

2、1.1 設計資料1.1.1 跨徑 標準跨徑： ?= 18? 計算跨徑： ?= 17.5? 主梁全長： ?= 17.96?1.1.2 橋面凈寬凈8m （行車道）+ 2X1 （人行道）。1.1.4 設計荷載公路U級，人群荷載3.0kN/m2，結構重要性系數(shù)r01.0。1.1.5 橋面鋪裝4cm 厚瀝青混凝土面層， 其下為 C25 的混凝土墊層， 設雙向橫坡， 坡度 為 1.5%。兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚 10cm（ 4cm 厚瀝青面層和 6cm 厚混 凝土墊層）。1.1.6 材料混凝土：主梁C40,鋼筋混凝土重度為25kN/m3; 瀝青混凝土面層，重度為 23kN/m3； C25 混凝土墊層，重度

3、為 24kN/m31.1.7 主梁數(shù)及橫隔梁數(shù) 主梁數(shù)： 5;橫隔梁數(shù)： 5。1.2 結構布置根據(jù)設計資料及裝配式簡支梁橋的構造要求，現(xiàn)擬定結構尺寸如下：主梁高 1.3m，主梁間距為1.6m，梁肋寬為18cm, T形梁翼緣板與腹板交接處厚14cm， 翼緣懸臂端厚8cm。設置五根橫隔梁，橫隔梁上緣16cm，下緣14cm。100 r和 0j, 1W 11=1. SS i=l, 5S.180180 j 190 1旳435灼5435:435frps141丿丿,*,/ jf r f .r ,. y y z r - m j- - x r zp丿j -亠 ” .1” pza廠r-丿,r ./- 1o貳T4

4、1617962.主梁恒載內(nèi)力計算2.1恒載集度計算1?=-(0.08 + 0.14)2X(1.8 - 0.1820.14 + 0.162)X5 X2517.5=0.77?/?主梁：0.08 + 0.14 “、?=:0.18 X1.3+ ()(1.8 - 0.18) X25 = 10.31?/?橫隔梁:對于邊主梁:對于中主梁：？ = 2? = 1.54?/?橋面鋪裝層:? = 0.04 X8 X23 +(0.06 + 0.015 X4 + 0.06)2X 8 X 24 /5 = 4.93?/?欄桿和人行道：g4 52/5 2KN / m合計：對于邊主梁：?= E?c= 10.31 + 0.77

5、+ 4.93 + 2 =:18.01?/?對于中主梁：?=刀？= 10.31 + 1.54 + 4.93 + 2 =:18.78?/?2.2、恒載內(nèi)力計算計算內(nèi)梁與邊梁的恒載內(nèi)力2.2.1支點截面：x=0邊梁內(nèi)梁M=0?17.5?=廠18.。1 X= 157.59?17.5?=廠18.78 x= 164.33?2.2.2 1/4 截面:x= l/4邊梁?=_ 517.08?3?_ 3 X 18.01 X17.5232 _32?17.5?_ 18.01 X、_ 78.79?44內(nèi)梁3? 3 X 18.78 X17.52?_ 539.19?3232?17.5?_ 18.78 X、_ 82.16?4

6、42.2.3跨中截面x_ l/2Q_0邊梁? 18.01 X17.52?_ 689.45?8 8內(nèi)梁? 18.78 X17.52?_ 718.92?8 8表2-1主梁恒載內(nèi)力f內(nèi)力截面位置X剪力Q (kN)彎矩 M (kN.m)x_0157.59(164.33)0x_l/478.79(82.16)517.08 (539.19)x_l/20689.45 (718.92)注：括號（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力3主梁活載內(nèi)力計算3.1支點處荷載橫向分布系數(shù)按橋規(guī)規(guī)定：汽車荷載距人行道邊緣不小于 0.5m。在橫向影響線 上確定荷載橫向最不利的布置位置。采用杠桿原理法計算。卜亠丁ii4oisoisoiso140P

7、i丹Fi芻50 啓 1807 130T la：7圖3T支點處各主梁橫向分布情況支點處各主梁橫向分布情況如下表：表3-1支點橫向分布系數(shù)梁號車道何載人群何載1（ 5）號梁0.944?2?i=2= 0.472?-= 1.52 (4)號梁1?2= = 0.5?2- 03號梁1 + 0.278?3-20.639?+ ? = 1.290 X 1 X 0.633 X2(7.875 X38.28 + 172.5 X4.375) = 862.4?人群荷載的跨中彎矩：? = ?= 0.7 X3 X38.28 = 80.39? 2?公路-U級車道荷載的跨中剪力：? = (1 + ?+ 1.2? 2?=1.290

8、X1 X 0.633 X (7.875 X2.19 + 207 X 0.5)=98.60?人群荷載的跨中剪力：?尸?= 0.7 X3 X2.19 = 4.60? 2?公路-U級車道荷載的1/4跨彎矩：?= (1 + ? ?,?+ ? = 1.290 X 1 X 0.633 X(7.875 X28.71 + 172.5 X3.28) = 646.63?人群荷載的1/4跨彎矩：?= ?%?= 0.7 X3 X28.71 = 60.29? 4?公路-U級車道荷載的1/4跨剪力：? = (1 + ? ?/?,?1(?+ 1.2? ?4?=1.290 X1 X 0.633 X (7.875 X 4.29

9、 + 207 X0.75)=154.36?人群荷載的1/4跨剪力：?駕?= ?%?= 0.7 X3 X4.29 = 9.01? 4?表3-4跨中彎矩M丄，剪力Q丄，四分點彎矩 M L，剪力Qi計算表2244序 號截面荷載類型qk或 qrP k1+卩me3或ySSiS1#5#M l2公路-n級7.875172.51.2900.63338.28246.15862.4y = ?/4= 4.375616.25人群何載3/0.738.2880.39?3?二？ 2公路-n級7.8752071.2900.6332.1914.0898.600.584.52人群何載3r /0.72.194.60M l公路-n級

10、7.875172.51.2900.63328.71184.62646.81y = 3?/16=3.28462.19人群何載3/0.728.7160.29Qi4公路-n級7.8752071.2900.6334.9227.59154.36y =0.75126.77人群何載3/0.74.929.012#4#M i2公路-n級7.875172.51.2900.51738.28201.05704.374.375503.32人群何載3/0.4538.2851.68Qi2公路-n級7.8752071.2900.5172.1911.5080.530.569.03人群何載3/0.452.192.96M l4公路

11、-n級7.875172.51.2900.51728.71150.79528.143.28377.35人群何載3/0.45528.7138.76Qi4公路-n級7.8752071.2900.5174.9225.84129.380.75103.54人群何載3/0.454.926.643#M i2公路-n級7.875172.51.2900.438.28155.55544.974.375389.42人群何載3/0.438.2845.94Qi2公路-n級10.52071.2900.42.198.9062.310.553.41人群何載3/0.42.192.63M i4公路-n級7.875172.51.29

12、00.428.71116.66407.613.28291.95人群何載3/0.428.7134.45Qi4公路-n級7.8752071.2900.442.919.99100.100.7580.11人群何載3/0.44.925.903.5計算支點截面剪力3.5.1 1 號及5號梁繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖15如果文檔合適請下載打賞支持11111a=4.4Ll1=17.53207KM/10. 7S5KN/HlbLJiwnir._ _ _一 =Q聚晌線y=0.S16圖3-4支直剪力計尊圖武橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：？?= - 4.35 = 4.4?m變化區(qū)荷載重心處的

13、內(nèi)力影響線坐標為：4.4)/17.5 = 0.916?= (17.5 -影響線面積為：3 =2 =8.75m在均布荷載qk作用下剪力:?,?均=(1 + m ?+ 2(?$ - ?)?=1.290 X1 X 7.8754.4X 0.633 X 8.75 + (0.472 - 0.633) X 0.916 = 52.97kN 在集中荷載Pk作用下剪力：?,?集=(1 + Q ?)?1.2 ?= 1.290 X1 X 0.472 X 207 X1=126.04?則公路-U級作用下,1號及5號梁支點的最大剪力為：?,?= ?,?均 + ?,?集=52.97 + 126.04 = 179.01kN計算

14、支點截面人群荷載最大剪力：?r =?+ 2 ? ?0 -?774.4=0.7 X 8.75 X3 + X3 x(1.5- 0.7) X0.916=23.21kN1 435q価4.35L4.351P113.5.2 2 號及4號梁繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖QJ1=17.50207KN/n0. 785KN/m517堆略-珂級U-0.4Ey=0. 916圖3-5支點剪力計算圖式人群Q影響線在均布荷載qk作用下剪力：?,?均=(1 + 山？7?77?+ 2(?$ - ?=1.290 X 1 X 7.8754.4X0.517 X8.75 + (0.5- 0.517) X0.

15、916 = 45.61kN在集中荷載Pk作用下剪力：?,?猱=(1 + 山?)?1.2 ?= 1.290 X 1 X0.5 X207 X 1=133.52?則公路-n級作用下,1號及5號梁支點的最大剪力為:?,?= ?,?均 + ?,?集=45.61 + 133.53 = 179.13kN計算支點截面人群荷載最大剪力：? = ?+ 2?(?0 - ?)?4.4=0.45 X8.75 X 3+ X3 x(0- 0.45) X0.916 = 10.91kN2Q射響絨* 3y=0.9163-6支點薜力計算凰式3.5.3 3號梁繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖：14.36俎”

16、 354. 35t4.361-1佔q丨1=17,50207KN/110.785KN/1M14bJ1rLCH 川- iil=G.4處路-工1級在均布荷載qk作用下剪力:?,?均=(1 + 山?+ 2(?$- ?1.290 X1 X 7.875X 0.4 X 8.75 + 44(0.639 - 0.4) X 0.916 = 40.45kN在集中荷載Pk作用下剪力：?,?集=(1 + 山？?？0 ?1.2 ?= 1.290 X1 X 0.639 X 207 X1=170.63?則公路-n級作用下,1號及5號梁支點的最大剪力為：?,?= ?,?鈞 + ?,?集=40.45 + 170.65 = 211

17、.08kN計算支點截面人群荷載最大剪力： ? = ?+？?(？?)- ?4.4=0.4 X8.75 X3+ X3 x(0- 0.4) X 0.916 = 8.08kN354主梁內(nèi)力組合依橋通規(guī)采用基本組合：?0?5= ?(?+ ?+ ?永久荷載分項系數(shù)?= 1.2;汽車荷載分項系數(shù)？?= 1.4；人群荷載分項系數(shù)?= 1.4;對人群？?= 0.8,結構重要性系數(shù)？= 1表4-1 1號及5號梁彎矩剪力組合表序號荷載類型彎矩剪力荷載類型跨中四分點梁端跨中四分點梁端(1)結構自重616.25517.080078.79157.59(2)汽車何載862.40646.63098.60154.36179.0

18、1人群荷載80.3960.2904.609.0123.21(4)1.2X (1)739.50620.500094.55189.111.4 X (2)11270.36905.280138.04216.10250.610.8X 1.4X (3)90.0467.5205.1510.0926.00Sud=(4)+(5)+(6)2099.901592.980143.19320.74465.72表4-2 2號及4號梁彎矩剪力組合表序號持抹米開U彎矩剪力何載類型跨中四分點梁端跨中四分點梁端(8)結構自重718.92539.190082.16164.33(9)汽車荷載704.37528.14080.53129

19、.38179.13(10)人群何載51.6838.7602.976.6410.91(11)1.2X (1)862.70647.030098.59197.20(12)1.4 X (2)986.12739.400112.74181.13250.78(13)0.8X 1.4X (3)57.8843.4103.337.3912.22(14)Sud=(4)+(5)+(6)1906.701429.840116.07287.11460.20表4-3 3號梁彎矩剪力組合表序號荷載類開U彎矩剪力荷載類型跨中四分點梁端跨中四分點梁端(15)結構自重718.92539.190082.16164.33(16)汽車何載

20、544.97407.61062.31100.10211.08(17)人群何載45.9452.1402.635.908.08(18)1.2X (1)862.70647.030098.59197.20(19)1.4 X (2)762.96570.65087.23140.14295.51(20)0.8X 1.4X (3)51.4558.4002.956.619.05(21)Sud=(4)+(5)+(6)1677.111276.08090.18245.34501.765. 橫隔梁內(nèi)力計算(以中橫隔梁為例)1) 、確定作用在中跨橫隔梁上的計算荷載 對于垮中橫隔梁的最不利荷載布置，如圖 5-1所示。L40

21、 QD丄35徐35 354. 355-1跨中橫隔梁的受載圖式尺寸單 位；m;軸重力單位：KN)縱向一行車輪荷載對中橫隔梁的計算荷載為：1 1?= 2 刀？= 2(140 X 1 + 140 X 0.678) = 117.46?2) 、繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線在前面已經(jīng)算得1號梁的橫向影響線豎坐標值為：? = 0.60, ? = -0.20同理可算得2號梁和3號梁的橫向影響線豎坐標值為：?21 = 0.40, ?25 = 0? = 0.20, ?35 = 0.20a.繪制彎矩影響線對于2號和三號梁之間截面的彎矩？_3影響線可計算如下： P=1作用在1號梁軸上時：?-3 )1 = ?1 X 1.5

22、?+ ?21 X0.5?- 1 X 1.5?=0.6 X1.5 X1.8 + 0.4 X0.5 X1.8 - 1.5 X 1.8 = -0.72 P=1作用在5號梁軸上時：?-3 )5 = ?5 X 1.5?+ ?25 X0.5?= -0.6 X 1.5 X1.8 + 0 X0.5 X 1.8=-0.54P=1作用在5號梁軸上時：x 1.6，就可?-3 )3 = ?3 X 1.5?+ ?23 X0.5?= 0.2 X 1.5 X1.6 + 0.2 X0.5=0.72有了此三個豎標值和已知影響線折點位置（即所計算截面的位置） 繪出？_3影響線如何5-2所示。b.繪制剪力影響線對于1號梁處截面的？

23、?右影響線可計算如下：P=1作用在計算截面以右時：? = ?，即?右=?初 1繪制的？?影響線，女口圖 5-2 （ b ） 所b)lD do圖樸-7中橫隔梁內(nèi)力影響線CR寸單位：“3）、截面內(nèi)力的計算將求得的計算荷載？在相應的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計入沖擊影響（1 + ?，則得: 彎矩？-3?-3 = (1 + ?刀?= 1.290 X1 X 117.46 x (1.03+ 0.40)=216.68?剪力?右=(1 + ?刀?=1.290 X1 X 117.46 X (0.589 + 0.389 + 0.244 + 0.044) = 191.83?鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小

24、，計算中可略去不計，則按極限狀態(tài)設計的 計算內(nèi)力為：?(?2-3 ) = 0+ 1.4X216.68 = 303.35?右?1= 0 + 1.4X191.83 = 268.56?6. 行車道板的計算1) 每延米板上的恒載g：瀝青混凝土面層？?=O.O4X1.O X23 = 0.92KN/mC25混凝土墊層？ = 0.06 X 1.0 X 24 = 1.44KN/mT梁翼板自重？ = 0.08：14 X1.0 X25 = 2.75KN/m 合計：g =刀？?尸 5.11?/?2) 每米寬板條的恒載內(nèi)力：彎矩？?存-?= - 1 X5.11 X0.812 = -1.68?/?2 2剪力？?尸?=

25、5.11 X0.81 = 4.14?(二)車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力查規(guī)范可知，后輪作用力為P=140KN,后輪著地長度為？=0.20?, ?=0.60?,則得：?= ?+ 2?= 0.20 + 2 X0.10 = 0.40?= ?+ 2?= 0.60 + 2 X0.10 = 0.80?荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：?= ?+ 2?0?+ ?= 0.40 + 2 X0.81 + 1.4= 3.42?沖擊系數(shù)：1 + 卩=1.290作用于每米寬板條上的彎矩為：2?2 X1400.80?= - (1 + ?(?-) = -1.290 X-X(0.81 -)? ?7 4? 044 X3.42 4 1=-1

26、6.23?作用于每米寬板條上的剪力為：2?2 X140?= (1 + ?= 1.290 X= 26.61?4?4 X 3.42(三)荷載組合恒+汽?= 1.2?+ 1.4?= -1.2 X 1.68+ 1.4(-16.23 ) = 24.74?= 1.2?+ 1.4?= 1.2 X4.14 + 1.4 X26.61 = 42.22?7. 截面的設計、配筋、與驗算1)配置主筋由彎矩基本組合圖可知，1號梁？?值最大，考慮到施工方便，偏安全地一律按1號梁計算彎矩進行配筋。設鋼筋凈保護層為3cm,鋼筋重心至底邊距離a=10.5,則主梁有效高度？。= ?- ?= 130 - 10.5= 119.5?由T

27、型截面受壓翼板厚度尺寸，可得翼板平均厚度?=0.11m,按公預規(guī)規(guī)定，翼緣計算寬度？?按下式計算，并取其中最小值：/ ?=-=17.5/5=2.5m3?=1.8m(相鄰兩主梁軸間距)?=b+12?尸0.18+12X 0.11=1.5m已知1號梁跨中彎矩？尸2099.90皿卩4按公預規(guī)規(guī)定，式中：?受壓區(qū)鋼筋面積，？?=0;? 混凝土軸心抗壓設計強度，C30混凝土，？?方13.8MPa；b T型截面腹板厚度，b=0.18m；?-?T型截面受壓區(qū)翼沿板計算寬度，?=1.50m?結構重要性系數(shù)，取1.02099.90W 13.8X 1030.18 ?(1.195?) + (1.500.18) X 0

28、.11 X (1.195 0.11/2)?-2.39 ).148=0求解得到？=-0.060m，則此截面屬于第一類T型梁，中性軸在翼緣內(nèi)。按下式計算xqM dfcdbfXh。 -22099.90 0.20%2)持久狀態(tài)截面承載能力極限狀態(tài)計算 按截面實際配筋值計算受壓區(qū)高度 x為:? =280 X 65.3513.8 X150=8.84cm截面抗彎極限狀態(tài)承載力為：?C?= ?0- 2)= 13.8 X103 X1.5 X0.0884 X(1.194- 0.0884/2 )=2103.99KN ?m 2099.90KN ?m滿足要求。3 根據(jù)斜截面抗剪承載力進行斜筋配置由內(nèi)力組合表可知，支點剪

29、力效應以3號梁為最大為偏安全設計，一律用3號梁 數(shù)值，跨中剪力效應以1號梁最大，一律以1號梁為準。?亍 501.76KN?= 143.19KN假定有232通過支點，按公預規(guī)規(guī)定，構造要求：a=1/2X 3.45+3=4.15 (cm)?0=h-a=130-4.15=125.85 (cm)按公預規(guī)規(guī)定，構造需要滿足要求? 0.51 X10-3 V?k?(?)?即 501.76 (KN) =0.51 X 10-3 v30 X180 X 1258.5 = 632.79KN按公預規(guī)規(guī)定0.50 X10-3 ? = 0.5 X 10-3 X1 X1.39 X180 X 1258.5 = 157.44KN

30、0冒0Qop 危.0圖曠1 (尺寸單位:cm)由內(nèi)插可得，距梁高h/2處的剪力效應？?=454.895KN,其中:?= 0.6? = 0.6 X454.895 = 272.937KN2?= 0.4? = 0.4 X 454.895 = 181.958KN?2相應各排彎起鋼筋位置與承擔的剪力值見下表7-1斜筋排次彎起點距支座中心距離(m)承擔的剪力值(KN)斜筋排次彎起點距支座中心距離(m)承擔的剪力值(KN)11.2165.13933.481.74022.3125.50644.544.138表7-1b.各排彎起鋼筋的計算，按公預規(guī)規(guī)定，與斜截面相交的鋼筋的抗剪能力 (KN)按下式計算：3Vsb

31、 0.75 10 ftdAsbSin s已知本設計用: 按下式計算：協(xié)?=280MPa, ?=45，故相應于各排鋼筋彎起鋼筋的面積?=?0.75 X10-3 X?sin?而式中：0.75 X10-3 x 翻?sin?9=0.14857則每排彎起鋼筋的面積為：?= 181.958/0.14857 = 1224.73(?)彎起 2 28; ?= 1232.09(?)?i?牙 165.139/0.14857 = 1111.52(?)彎起 2 28; ? 1232.09(?)?2?3= 125.506/0.14857 = 845.16(?)彎起 2 28; ?薩 1232.09(?)?3?尸 81.7

32、40/0.14857 = 550.18(?)彎起 2 28; ?厲 1232.09(?)?4?5= 44.138/0.14857 = 297.086 (?)彎起 2 14; ?= 308(?)?5在近跨中處，增設214輔助斜筋。按公預規(guī)規(guī)定，彎起鋼筋的彎起點,應設在按抗彎強度計算不需要該鋼筋的截面以外不小于?0/2夕卜，本設計滿足要求。C.主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載能力校核：計算每一彎起 截面的抵抗彎矩時，由于鋼筋根數(shù)不同，其鋼筋的重心亦不同，則有效高度?0 大小不同，此處系估算，可用同一數(shù)值，其影響不會很大。232鋼筋的抵抗彎矩為：?340.0884? = 2?1(?0-)=2 X280X 103X8.043 X104X(1.194 - 2)=518.01KN228鋼筋的抵抗彎矩為：?340.0884? = 2?2(?0 - 2)= 2